[发明专利]一种非线性静态工作点调整装置及方法

说明书

本发明涉及一种非线性静态工作点调整装置及方法，包括：第一激光器，与第一激光器相连的1x2光纤耦合器，与所述1x2光纤耦合器相连的2x1光纤耦合器，设置于所述1x2光纤耦合器其中一个端口和所述2x1光纤耦合器其中一个端口之间的传感臂，设置于所述1x2光纤耦合器另一个端口和所述2x1光纤耦合器另一个端口之间的隔离器、偏振控制器及光纤波分复用器，与所述2x1光纤耦合器相连的光电探测器，与所述光电探测器相连的第一微处理器和第二微处理器，以及与所述第一微处理器相连的泵浦激光器；所述泵浦激光器和所述光纤波分复用器相连。该调整具有较高的灵敏度以及抗电磁干扰能力，结构紧凑，有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及非线性光学和光学传感技术领域，更具体的说，涉及一种非线性静态工作点调整装置及方法。

背景技术

光纤干涉型传感器凭借其灵敏度较高、动态测量范围大、抗电磁干扰能力等特点被广泛应用于工业、生产等领域中。但是，不确定的外界环境因素如温度、机械抖动等，会造成传感器的干涉信号发生线性漂移。因此，光纤干涉型传感器的整体波形会呈现出余弦信号的形态并不断振荡。当工作点接近或处于信号余弦包络的波峰或波谷时，对应的干涉信号强度则分别达到了最大值和最小值，干涉信号的相位分别为π和0，信号会出现削顶或削顶的现象；此时，信号的工作点处于灵敏度较低的非线性工作区域。这种信号不能完整地反应外界被测量的完整信息，测量出的结果通常也不准确。为了提高信号的可用性，需要将处于低灵敏度的非线性工作区域的工作点调整至高灵敏度的线性工作区域中，或者将外界被测量的相位信息完整地解调出来。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种解决了光纤传感器的工作点处于低灵敏度的非线性工作区域时信号不可用的问题的非线性静态工作点调整装置。

本本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种非线性静态工作点调整装置，包括：第一激光器，与所述第一激光器相连的1x2光纤耦合器，与所述1x2光纤耦合器相连的2x1光纤耦合器，设置于所述1x2光纤耦合器其中一个端口和所述2x1光纤耦合器其中一个端口之间的传感臂，设置于所述1x2光纤耦合器另一个端口和所述2x1光纤耦合器另一个端口之间的隔离器、偏振控制器及光纤波分复用器，与所述2x1光纤耦合器相连的光电探测器，与所述光电探测器相连的第一微处理器和第二微处理器，以及与所述第一微处理器相连的泵浦激光器；所述泵浦激光器和所述光纤波分复用器相连。

可选地，所述1x2光纤耦合器另一个端口和所述2x1光纤耦合器另一个端口之间的光路为参考臂，当外接被测参数作用于该非线性静态工作点调整装置时，所述传感臂和所述参考臂之间的相位改变。

可选地，所述隔离器和所述偏振控制器之间设置有特种光纤。

可选地，所述特种光纤包括掺饵光纤、掺镱光纤、可灌注二维材料或非线性材料的多孔光纤中的任意一种。

可选地，所述特种光纤的非线性效应包括光克尔效应或者热光效应，实现该非线性静态工作点调整装置的静态工作点的调节和干涉相位差调制。

可选地，所述第一激光器是单波长激光器，所述第一激光器的光源的波长涵盖所有波段。

可选地，所述泵浦激光器的中心波长小于所述第一激光器发出的入射光的工作波长，且所述泵浦激光器的功率可调节。

可选地，所述泵浦激光器为是中心波长小于1550nm的半导体激光器。